Извлечение благородных металлов

Извлечение благородных металлов из руд с применением цианистых растворов

Извлечение благородных металлов цианированием является гидрометаллургическим процессом и основано на взаимодействии реагентов с минералами. Степень этого взаимодействия зависит как от состава минералов, так и от структуры их кристаллической решетки. Поэтому на технологические свойства руды в первую очередь влияют химические свойства минералов, состав и структура руды.

Цианирование имеет большие преимущества перед гравитационным извлечением золота, особенно его мелких природных включений, которые часто не могут быть вскрыты даже при тонком измельчении и теряются в потоке пульпы. Раствор же цианида по трещинам и порам зерен способен просачиваться к мелким золотинам и растворять их.

Однако, если применять только цианирование, то вследствие медленного растворения крупных частиц часть золота не успеет раствориться. Поэтому наибольшее извлечение золота может быть получено только сочетанием цианирования с предварительным гравитационным выделением крупных золотин.

Из многочисленных солей цианисто-водородной кислоты для растворения золота наиболее пригодны соли щелочных и щелочно-земельных металлов. В начале промышленного внедрения процесса цианирования использовали цианистый калий KCN, который позднее был полностью заменен более дешевым цианистым натрием NaCN. В настоящее время для этих целей начали применять также цианистый кальций Ca(CN)2, выпускаемый в виде сплава с другими солями (цианплав). Он более дешев даже по сравнению с цианистым натрием, но его расход по сравнению с последним выше почти в два раза.

При его техническом осуществлении имеют важное значение многие факторы и в первую очередь концентрации в растворе кислорода и цианида, вид и состав перерабатываемого сырья.

Оптимальная концентрация цианида натрия в промышленных условиях составляет для крепких растворов 0,03–0,06 % (0,3…0,6 кг/м3), а для слабых – 0,003–0,01 % (0,03…0,1 кг/м3). Повышение концентрации цианида выше указанного предела не только не увеличивает скорость растворения золота, но даже несколько замедляет ее. Это связано с соотношением скоростей диффузии кислорода и цианидного иона к поверхности растворяемых частиц и с соотношением их концентраций.

При нормальных условиях растворимость кислорода в водных растворах равна 8,57 г/м3. По стехиометрии основной реакции цианирования этому количеству кислорода соответствует содержание в растворе 105 г/м3 цианида натрия. В эту концентрацию не входит его избыток (до 500 г/м3), требующийся для ускорения растворения золота, взаимодействия с примесями и др.

Ускорение растворения золота может быть достигнуто только при одновременном увеличении концентрации цианида и кислорода. На практике для интенсификации растворения золота проводят предварительное накислороживание растворов, часто под давлением.

Однако при чрезмерном увеличении в растворах содержания цианида натрия интенсифицируются побочные реакции растворения компонентов руды, при которых расходуются цианид и кислород, а также, как правило, снижается растворимость золота.

В кислых и нейтральных растворах цианистые соли нестойки и подвергаются гидролизу с образованием синильной кислоты HCN, склонной к улетучиванию. Вдыхание её опасно для обслуживающего персонала. По условиям техники безопасности степень гидролиза цианида натрия не должна превышать 0,01, а рН промышленных цианистых растворов должен быть не ниже 7,7…8,7. Для поддержания требуемого рН в раствор добавляют известь или реже едкий натр (защитная щелочь).

На ход и результаты цианирования руд оказывает большое влияние взаимодействие цианистых растворов с другими минералами.

Золотые руды всегда содержат сульфиды и продукты их окисления. На образование кислородных соединений затрачивается кислород. Они нейтрализуют защитную щелочь, увеличивают расход цианида на свое растворение или преобразование цианида в соединения, не способные растворять золото.

При взаимодействии с цианидом они образуют комплексные ионы Fe(CN)64–, Cu(CN)n(n–1)–, Zn(CN)42–, SCN– и др., что вызывает лишний расход цианида. Кислород расходуется на окисление сульфидов, сера которых преимущественно переходит в SO42–, S° и SCN–.

Защитная щелочь под действием углекислого газа может связываться в карбонат или при взаимодействии с анионами SO42– – в гипс CaSO4·2H2O. При наличии в руде соединений мышьяка, сурьмы защитная щелочь участвует в их растворении, увеличивая свой расход.

Читайте так же:

1. Принципы извлечения благородных металлов из рудного сырья
2. Извлечение золота в гидравлических ловушках